Precise determination of the B0s-B0sbar oscillation frequency

/ Authors

L. C. R. Aaij, C. Beteta, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, H. Afsharnia, C. Aidala, S. Aiola, Z. Ajaltouni, S. Akar

and 490 more authors

J. Albrecht, Federico Alessio, M. Alexander, A. A. Albero, Z. Aliouche, G. Alkhazov, P. Cartelle, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, A. Andreianov, M. Andreotti, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. Back, P. Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J. B. Leite, R. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, M. Becker, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, H. C. Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, I. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, M. Birch, F. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, M. Bjørn, M. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska, J. Boelhauve, O. B. Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, A. Bondar, N. Bondar, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, J. Borsuk, S. A. Bouchiba, T. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, M. Bradley, S. Braun, A. Rodriguez, M. Brodski, J. Brodzicka, A. B. Gonzalo, D. Brundu, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, A. Butkevich, J. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, L. Calefice, L. Diaz, S. Calí, R. Calladine, M. Calvi, M. C. Gomez, P. Magalhães, A. Camboni, P. Campana, A. Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, I. Carli, P. Carniti, L. Carus, K. Akiba, A. Vidal, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, S. Celani, J. Cerasoli, A. Chadwick, M. Chapman, M. Charles, P. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, C. Barajas, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, A. Chernov, V. Chobanova, S. Cholak, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, M. Cicala, X. Vidal, G. Ciezarek, P. Clarke, M. Clemencic, H. Cliff, J. Closier, J. Cobbledick, V. Coco, J. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, L. Congedo, A. Contu, N. Cooke, G. Coombs, G. Corti, C. M. Sobral, B. Couturier, D. Craik, J. Crkovsk'a, M. C. Torres, R. Currie, C. L. Silva, E. Dall’Occo, J. Dalseno, C. D’Ambrosio, A. Danilina, P. d’Argent, A. Davis, O. Francisco, K. Bruyn, S. Capua, M. Cian, J. Miranda, L. Paula, M. Serio, D. Simone, P. Simone, J. A. Vries, C. Dean, D. Decamp, L. Buono, B. Delaney, H. Dembinski, A. Dendek, V. Denysenko, D. Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, P. Nezza, S. Didenko, L. Maronas, H. Dijkstra, V. Dobishuk, A. Donohoe, F. Dordei, A. Reis, L. Douglas, A. Dovbnya, A. Downes, K. Dreimanis, M. Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, J. Durham, D. Dutta, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, S. Ek-In, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, E. Epple, S. Escher, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, A. Falabella, J. Fan, Y. Fan, B. Fang, S. Farry, D. Fazzini, M. F'eo, A. F. Prieto, J. M. Arribas, A. Fernez, F. Ferrari, L. Lopes, F. Rodrigues, S. F. Sole, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K. Fischer, D. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, V. F. Lima, M. F. Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Q. Fuehring, W. Funk, E. Gabriel, T. Gaintseva, A. Torreira, D. Galli, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, M. Garau, L. Martin, P. Moreno, J. G. Pardiñas, B. G. Plana, F. A. G. Rosales, L. Garrido, C. Gaspar, R. Geertsema, D. Gerick, L. L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D. Gerstel, P. Ghez, V. Gibson, H. Giemza, M. Giovannetti, A. Gioventù, P. G. Gironell, L. Giubega, C. Giugliano, K. Gizdov, E. Gkougkousis, V. Gligorov, C. Gobel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, S. Fernandez, F. G. Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, P. Gorbounov, I. Gorelov, C. Gotti, E. Govorkova, J. Grabowski, T. Grammatico, L. Cardoso, E. Graug'es, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, L. M. Greeven, P. Griffith, L. Grillo, S. Gromov, B. Cazon, C. Gu, Marco Guarise, P. A. Gunther, E. Gushchin, A. Guth, Y. Guz, T. Gys, T. Hadavizadeh, G. Haefeli, C. Haen, J. Haimberger, T. Halewood-leagas, P. Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, T. Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, M. Hecker, K. Heijhoff, K. Heinicke, A. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Heuel, A. Hicheur, D. Hill, M. Hilton, S. Hollitt, J. Hu, W. Hu, W. Huang, X. Huang, W. Hulsbergen, R. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, S. Jakobsen, E. Jans, B. Jashal, A. Jawahery, Vukan Jevtic, M. Jeżabek, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C. Jones, T. Jones, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, Y. Kang, M. Karacson, M. Karpov, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, T. Kirn, V. S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, A. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, R. Kopecná, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, P. Kravchenko, L. Kravchuk, R. Krawczyk, M. Kreps, F. Kress, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemień, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, H. Kuindersma, G. Kunde, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, J. J. Lane, R. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, R. Gac, S. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, H. Li, L. Li, P. Li, S. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Lin, R. Lindner, V. Lisovskyi, R. Litvinov, G. Liu, H. Liu, S. Liu, X. Liu, A. Loi, J. L. Castro, I. Longstaff, J. Lopes, G. Lovell, Y. Lu, D. Lucchesi, S. Luchuk, M. Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu

/ Abstract

Mesons comprising a beauty quark and a strange quark can oscillate between particle (B0 s ) and antiparticle (B 0 s) flavour eigenstates, with a frequency given by the mass difference between heavy and light mass eigenstates, ∆ms. Here we present a measurement of ∆ms using B 0 s→ D− s π+ decays produced in proton-proton collisions collected with the LHCb detector at the Large Hadron Collider. The oscillation frequency is found to be ∆ms = 17.7683 ± 0.0051 ± 0.0032 ps−1, where the first uncertainty is statistical and the second systematic. This measurement improves upon the current ∆ms precision by a factor of two. We combine this result with previous LHCb measurements to determine ∆ms = 17.7656± 0.0057 ps−1, which is the legacy measurement of the original LHCb detector. Published in Nature Physics 18, (2022) 1 © 2022 CERN for the benefit of the LHCb collaboration. CC BY 4.0 licence. †Authors are listed at the end of this paper. ar X iv :2 10 4. 04 42 1v 2 [ he pex ] 2 0 Fe b 20 22

DOI: 10.1038/s41567-021-01394-x